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  • 百年邂逅,揭秘“超级蓝血月”

    时间:2018-02-22 09:11:29  来源:河北新闻网  作者:

     

    1月31日晚,记者用多重曝光摄影技术拍摄的月全食过程。  记者霍艳恩摄

    □记者张怀琛

    2018年的开年天文“大戏”,非“超级蓝血月”莫数。

    1月31日,很多人的朋友圈都被一轮高悬夜空的硕大红月亮刷了屏。“超级蓝血月”,不只名字炫酷,而且“颜值”爆表。当晚,全球多地民众共同见证了这一百年难遇的天文奇观。

    那么,“超级蓝血月”究竟有何身世之谜?它到底有多难得,为何会在全球引燃一场“赏月”“晒月”狂欢?2018年,还有哪些天文奇景值得期待呢?

    1 为何满月才有月食

    尽管名字听上去很有“大片”的感觉,但“超级蓝血月”其实只是一次月全食过程。揭开其诞生的神秘面纱,先要从月球的运动说起。

    众所周知,月球本身不会发光,我们看到的皎洁月光,是它对太阳光的反射。随着月球绕地球公转、地球绕太阳公转,它们三者的相对位置也会跟着发生变化。于是,当我们站在地球上仰望夜空,便看到了月球的各种相位:农历初一时,月相为新月,又称为“朔”;满月则常常发生在农历十五或农历十六,被称为“望”。

    “朔”和“望”都是月球、地球、太阳几乎位于同一条直线上的时刻,只不过“朔”是月球在中间,这时有可能发生日食;而“望”是地球在中间,这时就可能发生月食了。那么,月食究竟是如何形成的呢?

    当太阳光照射到地球上时,会在地球的背后形成一片阴影区,中间一片太阳光几乎不可照进的锥形区域,称为本影;在本影周围、有部分太阳光可以照进的区域,称为半影。

    “月球轨道距离地球平均约38万公里,在这一距离,地球本影的直径仍是月球的2.5倍,因此,月球在绕地球公转时就有可能完全‘走’进本影,从而形成月全食。”河北师范大学物理科学与信息工程学院天体物理学教授崔文元说,这也是此次“超级蓝血月”的成因。

    除了月全食,当月球只有一部分进入地球本影时,还会发生月偏食;而如果月球仅是从半影经过,则会发生半影月食。“由于半影区仍有太阳光能照射进来,月面光度只是极轻微地减弱,因此,多数情况下我们用肉眼不容易观察到半影月食。”崔文元说,但可以肯定的是,在每一次月全食前后,必定包含着月偏食和半影月食过程。

    为什么只有满月时才会发生月食呢?

    一个手影游戏就能帮助回答这个问题。让我们把太阳比作一盏灯,将地球看作手,把月球想象成一块幕布。如果想把“双手”模仿的物体完整地呈现出来,接住影子的“幕布”就最好与“灯”和“手”处在同一条直线上且位于二者的正后方(也就是满月时月亮所在的位置)。这时,我们不难发现,如果移动“幕布”到“手”的侧面或前方,影子就再也呈现不出来了(月食自然也无法形成)。

    既然满月每个月都有,为何月食不是月月见?

    或许我们可以这样展开想象:有一个以地球球心为中心、半径无限大的球,名字叫作“天球”,所有天体都位于它的球面上。地球一年绕着太阳公转一周,我们看到的便是太阳一年在天球球面上运动一圈,而这条移动路线也被称作“黄道”。同理,月球在天球上运动一圈的轨迹又被称作“白道”。

    “如果月球绕地球运转的轨道平面(白道面)和地球绕太阳运转的轨道平面(黄道面)是重合的,那么,月球每绕地球一周(即一个月),我们就有机会看到一次月食。但事实上,二者并不处在同一个平面上,而是存在着一个约5度的夹角。”崔文元说,因此,如果要使太阳、地球和月球处在同一条直线上,就必须具备一个苛刻条件,即月球和太阳同时位于黄道面和白道面的交点附近,“只有这样,才会有月食发生。”

    2 “超级蓝血月”为何百年难遇

    “超级蓝血月”是月全食,为什么月球“走”进地球本影后,不仅没有在阴影里“消失”,反倒还变成了一轮红月高悬夜空呢?

    “制造红月的‘魔术手’是大气层。”崔文元说,月全食时,地球上浓密的大气层把波长较短的紫、蓝、绿、黄光几乎都吸收和散射掉了,只剩下红色光穿过大气层被折射到月球表面上(道理类似黎明和黄昏时太阳的发红),于是,我们在夜空中看到的就变成了一轮红月亮,也就是“血月”,“这也是月全食的最大看点。”

    事实上,月全食时也曾真正出现过“黑月亮”,即月亮在夜空中几乎隐没不见。“一般认为,‘黑月亮’是火山尘埃的杰作。”崔文元说,由于火山灰进入平流层会削弱波长较长的太阳光,使原本应该折射到月球上的光线几乎消失,于是在我们看来便形成了“黑月亮”。历史上最有名的“黑月亮”当属1761年5月的月全食。根据相关报道,当时甚至使用望远镜也无法找到月亮的位置。

    “此外,关于‘黑月亮’还有其他说法。一种是指如果一个公历月内连续出现两次新月,那么第二次出现的新月就被称为‘黑月亮’,每29个月会发生一次;另一种是指一个月内不会出现新月,这种情况只能发生在二月份,约20年发生一次。”崔文元说。

    既然此次月全食是红色的,那“蓝月”一说又从何而来呢?

    “其实,‘蓝月’并非蓝色的月亮,它是指如果连续两次满月都落在了公历的同一个月份,习惯上就把第二次出现的满月称为‘蓝月’。”崔文元说。

    “蓝月”虽不寻常,却也并非罕见的天文现象。根据历法计算,两次满月之间的平均间隔为29.5天,而国际上大多数国家通用的历法中,大月为31天、小月为30天(二月份除外),这样就出现了一个时间差,有可能导致一个月同时出现两次满月。“经测算,平均每隔2到3年就会出现一次‘蓝月’。”崔文元说。

    通常情况下,月亮呈现出的是珍珠白色,有时也可见淡黄色。但真正的蓝色月亮也并非不可求,据专家介绍,当大气中悬浮有大量的尘埃颗粒(尺寸大于0.7微米)时,这些颗粒对月光的散射会让月亮看起来有点蓝。

    而除了“血月”“蓝月”外,此次月全食还被冠以了“超级月亮”的称号。“但是,并非所有又大又圆的月亮,都有资格被称作‘超级’。”崔文元说。

    超级月亮一词并非来源于天文学家,而是1979年由美国占星师理查德·诺艾尔提出的,是指一种新月或满月时月亮位于近地点附近的现象,也被称为超级新月或超级满月。由于新月无法被我们观测到,也就无从谈及它的大小及亮度变化,因此,如今的超级月亮多指超级满月。

    “超级月亮的成因,是由于月球绕地球运转的轨道并不是正圆形,而是一个椭圆形。”崔文元说,月球位于近地点时,与地球的距离约为36.3万公里;位于远地点时,距离约为40.6万公里,“超级月亮发生时,看起来要比远地点时的月亮大12%到14%,亮30%左右。”

    超级月亮平均每14个月发生一次,2018年的超级月亮发生在1月2日,下一次将在2019年2月19日出现。“所以,此次月全食并非严格意义上的超级月亮,但尽管如此,月亮看起来仍旧又大又圆,说它‘超级’也在情理之中。”崔文元说,按理说,“血月”“蓝月”“超级月亮”都算不上稀奇,但能将这三种现象同时尽收眼底,却是百年难遇的天文奇观,“毕竟,距离上次出现这样的景象,已经时隔152年了。”

    3 2018天象“剧场”大戏不断

    月全食平均每两年就有一次,并不罕见。但看似常见的景象,想赶上好的观测条件却十分难得。“本次月全食后,在今年的7月28日,我们还将迎来一次观测带食月落的机会,只不过时间有些靠后,是从凌晨2时24分开始,到6时19分结束。”崔文元说。

    观测月全食需要很多专业设备吗?答案是“并不一定”。“观测月食最简单的方法就是目视观测,即直接用眼睛看。通常情况下,从偏食阶段开始,大家就可以出来赏月了。”崔文元说,但因偏食阶段月光依然比较刺眼,需注意最好不要长时间直视观测。

    如何为月食拍摄美照?专家建议,可以尝试带地景的广域月食照片,只需要单反相机、三脚架、广角镜头等简单设备即可完成。但由于此时月球亮度仅为平时的几万分之一,拍摄时需要较长的曝光时间。

    除了开年大戏“超级蓝血月”,2018年的天象“剧场”里,还有哪些值得期待的天文奇观呢?

    火星“大冲”。火星冲日,就是火星位于日地连线上,并和地球同位于太阳一侧。当火星在接近其公转轨道的近日点时冲,则称为“大冲”。今年的火星“大冲”将发生在7月27日13时12分,亮度-2.8等,位于摩羯座。届时,火星将行至自2003年8月至2035年9月间与地球距离最近的位置,看上去又大又亮,非常漂亮。

    两场“流星雨”。英仙座流星雨,极大发生在8月13日4时至16时,小时天顶流量可达110颗,因恰逢近朔,月光干扰小,观察条件不错;双子座流星雨,极大发生在12月14日20时30分,小时天顶流量可达120颗,因恰逢近上弦月,下半夜月亮已经落下,不受月光干扰,观察条件也较好。

    “带偏食日落”。日偏食是指当月球运行到地球与太阳之间,地球运行到月球的半影区时,地球有一部分被月球阴影外侧的半影覆盖的地区,在此地区所见到的太阳有一部分会被月球挡住的天文现象。今年的日偏食发生在8月11日,18时左右从我国东北最北端开始,直到19时30分左右结束全程。届时,我国东部一些地区会看见“带偏食日落”景观。

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